Визначення геометричних параметрів ступінчастих частин редукторних валів

Редукторний вал – це ступінчасте циліндричне тіло, кількість і розміри ступенів якого залежить від кількості і розмірів розташованих на валу деталей.

Проектний розрахунок валів необхідний для розробки його конструкції, визначення орієнтовних геометричних розмірів (діаметр d і довжина ) кожної ступені вала, а саме:

- діаметр вихідного кінця вала під напівмуфту (з боку ведучого вала електродвигуна) або під елемент відкритої передачі (з боку приводу робочої машини:

(4.13)

де М_к = Т – крутний момент, що дорівнює обертовому моменту на

валу, Н×м;

– довжина під напівмуфту (або шестірні, зірочки, шківу):

₁ = (1,0 ¸ 1,5) × d₁ (орієнтовно),

або ₁ = L,

де L – довжина елемента, що розташований на кінці вала.

Визначаємо діаметри вихідного кінця вала:

– бистрохідного ведучого (під напівмуфту),

– веденого тихохідного (під шестірню відкритої циліндричної передачі).

З таблиці 4.4 маємо: М_к = Т₁ = 12,74 Н×м і М_к = Т₂ = 73,26 Н×м.

Остаточні значення діаметрів валів в місцях посадки спряжених деталей (шківів, зубчастих коліс, підшипників тощо) округляють до найближчих стандартних значень за ГОСТ 6636-69, рекомендуємо вибирати з ряду значень R_a 40 (таблиця 4.10).

Таблиця 4.10 – Нормальні діаметри і довжини у машинобудуванні (витяг із ГОСТ 6636-69)

Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40	Ra 5	Ra 10	Ra 20	Ra 40
10,5
11,5
11,5
Примітка. При виборі розмірів перевагу слід віддавати рядам з крупнішою градацією (ряд Ra 5 слід віддавати перевазі над рядом Ra 10; ряд Ra 10 - ряду Ra 20; ряд Ra 20 - ряду Ra 40).

У відповідності до ряду R_a 40 приймаємо:

- d_1Б = 19 мм (наступний діаметр ступені валу буде мати розмір 20 мм – під внутрішній діаметр підшипника котіння № 204);

- d_1T = 28 мм (орієнтуючись на підшипник котіння № 206, у якого діаметр під вал дорівнює 30 мм) (таблиця 4.11).

Таблиця 4.11 – Кулькові підшипники котіння однорядні (витяг з ГОСТ 8338-75)

Умовне позна-чення підшип-ника	Розміри, мм	Динамічна вантаж-ність	Статична вантаж-ність	Умовне позна-чення підшип-ника	Розміри, мм	Динамічна вантаж-ність	Статична вантаж-ність
d	D	B	d	D	B
С, кН	С, кН	С, кН	С, кН
Легка серія 200 Гранична частота обертання кільця підшипника при рідинному мащенні nгр = (16 ¸ 5)×10^3 хв^-1	Cередня серія 300 Гранична частота обертання кільця підшипника при рідинному мащенні nгр = (16 ¸ 4)×10^3 хв^-1
				12,7	6,2					15,90	7,8
				14,00	6,95					22,5	11,40
				19,50	10,00					28,1	14,60
				25,50	13,70					33,2	18,00
				32,00	17,80					41,0	22,4
				33,20	18,60					52,7	30,00
				35,10	19,80					61,8	36,00
				43,60	25,00					71,5	41,50
				52,00	31,00					62,9	48,40
				56,00	34,00					92,3	56,00
				61,80	37,50					104,0	63,00
				66,30	41,00					112,0	72,50

Орієнтуючись на застосування стандартної пружньої втулково-пальцьової муфти, що з’єднує вали електродвигуна і редуктора, визначаємо довжину кінця бистрохідного вала редуктора (рисунок 4.3; таблиця 4.12).

Рисунок 4.3 – Пружня втулково-пальцьова муфта

Таблиця 4.12 – Муфти пружні втулково-пальцьові (витяг з ГОСТ 21424 – 75)

Момент Т, Н×м	Кутова швид-кість w, рад/с	Отвір, мм	Габаритні розміри	Зміщення осей валів, не більше
d	l	L	D	поздов-жнє, мм	кутове
31,5		16; 18; 19				0,2	1^030’
		20; 22; 24
		25; 28;30
		32; 35; 36; 38; 40; 42; 45				0,3	1^0
		40; 42; 45
		48; 50; 55; 56				0,4
		50; 55; 56

З одного боку довжина кінця вала повинна задовольняти наступний вираз у відповідності до його діаметра:

, (4.14)

а з іншого - з урахуванням довжини напівмуфти (рисунок 4.3) приймаємо

Приймаємо довжину кінця тихохідного валу редуктора, на якому розташовується шестірня відкритої передачі відповідно до ширини її вінця, тобто:

Далі діаметри ступенів вала визначаємо або за напрацьова-ними практикою проектування емпіричними залежностями, або за конструктивними міркуваннями, ступінчасто збільшуючи діаметр вала від вихідного кінця до центральної ділянки (під шестірню або колесо редуктора), після чого йде ступінчасте зменшення діаметра, закінчуючи розміром діаметра вала під внутрішній діаметр підшипника котіння.

На рисунку 4.4 наведений ескіз вала шестірні (бистрохідного вала) в складеному вигляді. Виконують так зване компонувальне креслення, на якому дозволяється використовувати умовні зображення виробів; опускати деякі елементи перерізу, наприклад, при перерізі редуктора по рознімній площині не показувати місця розрізу кріпильних болтів; спрощувати конструкцію деталі; лінії штрихування проводити від руки; місця кріплення деталей болтами зображати штрих пунктирною лінією тощо.

Рисунок 4.4 – Ескіз вала шестірні редуктора в складеному вигляді 1 – корпус, 2 – вал шестірні; 3 – підшипник; 4 – врізна кришка; 5 – ущільнення

Підшипникові опори прийняті із застосуванням врізних (закладних) кришок. Закладні кришки широко застосовують в редукторах, що мають площину роз'єму корпусу по осях валів. Ці кришки не вимагають спеціального кріплення до корпусу різьбовими деталями. Вони утримуються кільцевим виступом, для якого в корпусі редуктора проточують канавку.

Із рисунка 4.4 наочно видно, що крім раніше визначених розмірів валу d₁ = 19 мм і ₁ = 28 мм інші розміри ступенів бистрохідного вала можна визначити з конструктивних міркувань, а саме:

де - внутрішній діаметр підшипника котіння (№ 205);

₂ = h + 3 мм + В = 14 + 3 + 15 = 32 мм,

де h - товщина врізної (закладної) кришки,

В - ширина підшипника котіння № 205;

,

( ₃ приймаэмо з урахуванням зазору між торцем шестірні і корпусом редуктора);

Аналогічно визначаємо розміри ступенів тихохідного вала редуктора:

d₁ = 28 мм, ₁ = 34 мм;

d₂ = 30 мм (під підшипник № 206), ₂ = h + 4 + B =

= 14+ 4 + 16 = 34 мм;

;

d₄ = 40 мм > d₃; ₄ = b₂ = 30 мм;

₅ = B = 16 мм.

---

Дата добавления: 2015-10-24